一种通信用电池电流检测电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种通信用电池电流检测电路。

背景技术：

现在通信电源系统中电池是很重要的必备组件，对电源系统稳定可靠运行起重要的作用。通信用电池管理是很关键的工作，关系到整个通信电源系统的正常运行。其中电池充放电流检测工作，是电池管理的重要环节，在通信电源监控设备里普遍存在。电池的充放电电流过大容易引起电路安全隐患，电池的充放电电流过小则会导致充放电效率较低。现有技术中的电池充放电电流检测电路大多比较复杂，并且不能检测电池是处于充电状态还是放电状态，针对不同的电流采集器件不能兼容，这使得电池充放电电流检测电路的应用受到了一定的限制。并且充放电电路的检测精度很难保证。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种通信用电池电流检测电路。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种通信用电池电流检测电路，包括电流采样电路、差分放大电路、兼容转换电路、输出整形电路和中央处理器，所述电流采样电路的输出端分别与所述差分放大电路的输入端和兼容转换电路的一个输入端电连接，所述差分放大电路的输出端与所述兼容转换电路的另一个输入端电连接，所述兼容转换电路的输出端与所述输出整形电路的输入端电连接，所述输出整形电路的输出端与所述中央处理器的输入端电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的通信用电流检测电路，通过所述电流采集电路采集电池的充放电采样信号，并由兼容转换电路根据电流采集电路的器件类型将采样信号直接输出至输出整形电路或者先经过所述差分放大电路进行差分放大处理后再输出至输出整形电路，最后由中央处理器计算出电流的大小，可以兼容不同的采样器件，并且输出整形电路可以实时检测电池的充放电状态，电路结构简单，检测精度较高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述电流采样电路为霍尔传感器或分流器。

进一步：所述差分放大电路包括二极管zd1、二极管zd2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3和运算放大器u1，所述电流采样电路负输出端通过所述电阻r2与所述运算放大器u1的反相输入端电连接，所述电流采样电路正输出端通过所述电阻r3与所述运算放大器u1的同相输入端电连接，所述电流采样电路负输出端与正输入端之间电连接有所述电阻r1，所述运算放大器u1的反相输入端通过所述电阻r5与输出端电连接，所述运算放大器u1的同相输入端通过所述电阻r4接地，所述运算放大器u1的同相输入端与所述二极管zd1的正极电连接，所述二极管zd1的负极与所述二极管zd2的负极电连接，所述二极管zd2的正极接地，所述运算放大器u1的负电源输入端与外部负电源电连接，所述运算放大器u1的输出端通过所述电容c3接地，所述运算放大器u1的正电源输入端与外部正电源电连接，所述电流采样电路正输出端与所述兼容转换电路的一个输入端电连接，所述运算放大器u1的输出端与所述兼容转换电路的另一个输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述运算放大器u1可以将所述电流采样电路采用分流器时，将采集的采样信号进行进行放大处理，由毫伏级单位的电信号转变成伏级单位的电信号。

进一步：所述兼容转换电路为连接插jmp1，所述连接插jmp1的一个输入端与所述电流采样电路正输出端电连接，所述连接插jmp1的另一个输入端与运算放大器u1的输出端电连接，所述连接插jmp1的输出端与所述输出整形电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述兼容转换电路可以在电流采集电路为霍尔传感器时，将一个输入端与输出端连接，这样直接将霍尔传感器检测的信号送入所述输出整形电路输出；在电流采集电路为分流器时，将其另一个输入端与输出端短接，这样运算放大器u1输出与输出整形电路输入进行电路连接，把分流器检测经过放大的电压信号送入输出整形电路输出；通过改变连接插jmp1电路连接，可实现兼容分流器与霍尔传感器两种前端检测信号。

进一步：所述输出整形电路包括积分电路、整形电路和充放电检测电路，所述积分电路的输入端与所述兼容转换电路的输出端电连接，所述积分电路的输出端分别与所述整形电路的输入端和充放电检测电路的输入端电连接，所述整形电路的输出端与所述中央处理器的一个输入端电连接，所述充放电检测电路的输出端与所述中央处理器的另一个输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述积分电路对分流器采集的采样信号或者所述差分放大电路输出的电信号进行放大积分处理，通过所述整形电路可以对所述积分电路输出的信号进行整形处理，并对外输出，通过所述充放电检测电路输出的电平信号可以方便中央处理器判断电池的充放电状态，从而可以准确检测电池的充放电电流是否符合对应的设定范围，便于所述中央处理器判断电池的充放电是否正常。

进一步：所述积分电路包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r12、二极管d1、运算放大器u2、电容c4、电容c5和电容c6，所述兼容转换电路的输出端通过所述电阻r7与所述运算放大器u2的反相输入端电连接，所述兼容转换电路的输出端与所述运算放大器u2的同相输入端之间顺次串联有所述电阻r6和电阻r8，且所述电阻r6和电阻r8的公共端接地，所述运算放大器u2的负电源输入端与外部负电源电连接，所述运算放大器u2的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c5，所述运算放大器u2的正电源输入端与外部正电源电连接，所述运算放大器u2的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c6，所述运算放大器u2的反向输入端与输出端之间电连接有所述电容c4，所述运算放大器u2的反向输入端通过所述电阻r12与所述二极管d1的负极电连接，所述二极管d1的正极与所述运算放大器u2的输出端电连接，所述运算放大器u2的输出端分别与所述整形电路的输入端和充放电检测电路的输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述积分电路可以对分流器采集的采样信号或者所述差分放大电路输出的电信号进行放大积分处理，所述二极管d1防反向电流流过，保证电路安全稳定的工作。

进一步：所述整形电路包括电阻r13、二极管zd3和电容c7，所述二极管d1的负极与所述中央处理器的一个输入端之间电连接有所述电阻r13，所述中央处理器的一个输入端与所述二极管zd3的负极电连接，所述二极管zd3的正极接地，所述中央处理器的一个输入端与地之间电连接有所述电容c7。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述整形电路可以对所述积分电路输出的电信号进行整形滤波处理，保证输出电信号的质量。

进一步：所述充放电检测电路包括电阻r9、电阻r10、电阻r11和三极管q1，所述运算放大器u2的输出端通过所述电阻r9与所述三极管q1的基极电连接，所述所述三极管q1的基极通过所述电阻r10与外部电源电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极通过所述电阻r11与外部电源电连接，所述三极管q1的集电极与所述中央处理器的另一个输入端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述三极管q1的集电极输出的电平高低可以便于所述中央处理器准确判断电池的充放电状态，从而将所述整形电路输出的信号与预先设置的对应的充放电电流范围比对，以确定电池的充放电是否正常。

附图说明

图1为本实用新型的通信用电池电流检测电路的结构框图；

图2为本实用新型的差分放大电路的电路示意图；

图3为本实用新型的输出整形电路的结构框图；

图4为本实用新型的输出整形电路的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种通信用电池电流检测电路，包括电流采样电路、差分放大电路、兼容转换电路、输出整形电路和中央处理器，所述电流采样电路的输出端分别与所述差分放大电路的输入端和兼容转换电路的一个输入端电连接，所述差分放大电路的输出端与所述兼容转换电路的另一个输入端电连接，所述兼容转换电路的输出端与所述输出整形电路的输入端电连接，所述输出整形电路的输出端与所述中央处理器的输入端电连接。

本实用新型的通信用电流检测电路，通过所述电流采集电路采集电池的充放电采样信号，并由兼容转换电路根据电流采集电路的器件类型将采样信号直接输出至输出整形电路或者先经过所述差分放大电路进行差分放大处理后再输出至输出整形电路，最后由中央处理器计算出电流的大小，可以兼容不同的采样器件，并且输出整形电路可以实时检测电池的充放电状态，电路结构简单，检测精度较高。

在本实用新型提供的一个或多个实施例中，所述电流采样电路为霍尔传感器或分流器。霍尔传感器可以测量任意波形的电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等，甚至对瞬态峰值的测量，副边电流忠实地反应原边电流的波形。分流器实际上是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生毫伏级直流电压信号，经过差分放大器处理后送至所述输出整形电路。

如图2所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述差分放大电路包括二极管zd1、二极管zd2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c1、电容c2、电容c3和运算放大器u1，所述电流采样电路负输出端通过所述电阻r2与所述运算放大器u1的反相输入端电连接，所述电流采样电路正输出端通过所述电阻r3与所述运算放大器u1的同相输入端电连接，所述电流采样电路负输出端与正输入端之间电连接有所述电阻r1，所述运算放大器u1的反相输入端通过所述电阻r5与输出端电连接，所述运算放大器u1的同相输入端通过所述电阻r4接地，所述运算放大器u1的同相输入端与所述二极管zd1的正极电连接，所述二极管zd1的负极与所述二极管zd2的负极电连接，所述二极管zd2的正极接地，所述运算放大器u1的负电源输入端与外部负电源电连接，所述运算放大器u1的输出端通过所述电容c3接地，所述运算放大器u1的正电源输入端与外部正电源电连接，所述电流采样电路正输出端与所述兼容转换电路的一个输入端电连接，所述运算放大器u1的输出端与所述兼容转换电路的另一个输入端电连接。

通过所述运算放大器u1可以将所述电流采样电路采用分流器时，将采集的采样信号进行进行放大处理，由毫伏级单位的电信号转变成伏级单位的电信号。

这里，所述运算放大器u1采用op07c高精密运算放大器为核心。它的特点有：极低失调：150uv/max；低输入偏置电流：1.8na；vio低温度飘移：0.5uv/℃；超稳定时间：最大值2uv/每月；宽电源电压范围：±3v至±22v；温度范围：-40℃至+105℃。经过43倍放大输出的op07c高精密差分放大电路，将分流器的毫伏级单位的电压信号转变成伏级单位的电压信号。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述兼容转换电路为连接插jmp1，所述连接插jmp1的一个输入端与所述电流采样电路正输出端电连接，所述连接插jmp1的另一个输入端与运算放大器u1的输出端电连接，所述连接插jmp1的输出端与所述输出整形电路的输入端电连接。

通过所述兼容转换电路可以在电流采集电路为霍尔传感器时，将一个输入端与输出端连接，这样直接将霍尔传感器检测的信号送入所述输出整形电路输出；在电流采集电路为分流器时，将其另一个输入端与输出端短接，这样运算放大器u1输出与输出整形电路输入端进行电路连接，把分流器检测经过放大的电压信号送入输出整形电路输出；通过改变连接插jmp1电路连接，可实现兼容分流器与霍尔传感器两种前端检测信号。

如图2所示，所述连接插jmp1的1号引脚与所述运算放大器u1的输出端电连接，所述连接插jmp1的3号与所述电流采样电路正输出端电连接，所述jmp1的2号引脚与所述输出整形电路的输入端电连接。当电流采样电路器件是分流器时，短接jmp1的1、2脚，运算放大器u1输出与输出整形电路输入端进行电路连接，把分流器检测经过放大的电压信号送入输出整形电路输出；当外部检测器件是霍尔传感器时短接jmp1的2、3脚，这样屏蔽了差分放大电路，直接将霍尔传感器的电流量检测信号送入输出整形电路输出。

如图3所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述输出整形电路包括积分电路、整形电路和充放电检测电路，所述积分电路的输入端与所述兼容转换电路的输出端电连接，所述积分电路的输出端分别与所述整形电路的输入端和充放电检测电路的输入端电连接，所述整形电路的输出端与所述中央处理器的一个输入端电连接，所述充放电检测电路的输出端与所述中央处理器的另一个输入端电连接。

通过所述积分电路对分流器采集的采样信号或者所述差分放大电路输出的电信号进行放大积分处理，通过所述整形电路可以对所述积分电路输出的信号进行整形处理，并对外输出，通过所述充放电检测电路输出的电平信号可以方便中央处理器判断电池的充放电状态，从而可以准确检测电池的充放电电流是否符合对应的设定范围，便于所述中央处理器判断电池的充放电是否正常。

如图4所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述积分电路包括电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r12、二极管d1、运算放大器u2、电容c4、电容c5和电容c6，所述兼容转换电路的输出端通过所述电阻r7与所述运算放大器u2的反相输入端电连接，所述兼容转换电路的输出端与所述运算放大器u2的同相输入端之间顺次串联有所述电阻r6和电阻r8，且所述电阻r6和电阻r8的公共端接地，所述运算放大器u2的负电源输入端与外部负电源电连接，所述运算放大器u2的负电源输入端与地之间电连接有所述电容c5，所述运算放大器u2的正电源输入端与外部正电源电连接，所述运算放大器u2的正电源输入端与地之间电连接有所述电容c6，所述运算放大器u2的反向输入端与输出端之间电连接有所述电容c4，所述运算放大器u2的反向输入端通过所述电阻r12与所述二极管d1的负极电连接，所述二极管d1的正极与所述运算放大器u2的输出端电连接，所述运算放大器u2的输出端分别与所述整形电路的输入端和充放电检测电路的输入端电连接。

通过所述积分电路可以对分流器采集的采样信号或者所述差分放大电路输出的电信号进行放大积分处理，所述二极管d1防反向电流流过，保证电路安全稳定的工作。

在本实用新型的一个或多个实施例中，所述整形电路包括电阻r13、二极管zd3和电容c7，所述二极管d1的负极与所述中央处理器的一个输入端之间电连接有所述电阻r13，所述中央处理器的一个输入端与所述二极管zd3的负极电连接，所述二极管zd3的正极接地，所述中央处理器的一个输入端与地之间电连接有所述电容c7。

通过所述整形电路可以对所述积分电路输出的电信号进行整形滤波处理，保证输出电信号的质量。

在本实用新型的一个或多个实施例中，充放电检测电路包括电阻r9、电阻r10、电阻r11和三极管q1，所述运算放大器u2的输出端通过所述电阻r9与所述三极管q1的基极电连接，所述所述三极管q1的基极通过所述电阻r10与外部电源电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极通过所述电阻r11与外部电源电连接，所述三极管q1的集电极与所述中央处理器的另一个输入端电连接。

通过所述三极管q1的集电极输出的电平高低可以便于所述中央处理器准确判断电池的充放电状态，从而将所述整形电路输出的信号与预先设置的对应的充放电电流范围比对，以确定电池的充放电是否正常。

具体地，当差分放大电路的正负输入端v+、v-之间的电压差为正值时，运算放大器u2输出为高电平，三极管q1导通，所述充放电检测电路的输出信号batcf为0.7v电压信号，送入所述中央处理器，中央处理器进行逻辑判断即可识别出电池在充电状态；当v+、v-的电压差为负值时，运算放大器u2输出为零电平或负值，三极管q1截止，充放电检测电路的输出信号batcf为5v电压信号，送入中央处理器，中央处理器进行逻辑判断进行逻辑即可识别电池在放电状态，然后在将整形电路的输出信号bativ与对应的充放电电流设定范围进行比较，从而判断电池的充放电是否正常。

另外，本实用新型的实施例中，所述中央处理器采用现有的51系列单片机或cpu等微型处理器即可，具体如何根据所述整形电路输出的信号判断电池的充放电是否正常为现有技术，本实用新型中不再详细赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。